鈦酸鍶鋇半導(dǎo)瓷的低溫?zé)Y(jié)特性研究.pdf

1、自上世紀(jì)50年代PTCR效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)以來，PTCR半導(dǎo)體陶瓷作為一種重要的控制、保護(hù)和發(fā)熱元件，已廣泛應(yīng)用于通信、家用電器、汽車、航天等領(lǐng)域，成為鐵電陶瓷中繼電容器及壓電器件之后的第三大類應(yīng)用產(chǎn)品。但是，BaTiO3基PTCR陶瓷的燒結(jié)溫度高，使得在制作多層片式PTCR器件時，陶瓷層和電極間的共燒非常困難，因此，降低BaTiO3基PTCR陶瓷的燒結(jié)溫度對PTCR陶瓷的片式應(yīng)用顯得非常關(guān)鍵。
　　 本文選擇BaTiO3基PTCR陶瓷

2、為研究對象，以降低PTCR陶瓷的燒結(jié)溫度為主要研究目標(biāo)，開展了傳統(tǒng)固相法和溶膠-凝膠法制備的BaTiO3基PTCR陶瓷的低溫?zé)Y(jié)研究工作，為了提高低溫?zé)Y(jié)PTCR陶瓷的性能，把添加燒結(jié)助劑以及燒結(jié)助劑改性作為主要技術(shù)途徑。
　　 首先，采用傳統(tǒng)固相法制備BaTiO3基PTCR陶瓷，在1100℃合成BaB2O4燒結(jié)助劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行PTCR陶瓷的低溫?zé)Y(jié)，研究BaB2O4燒結(jié)助劑添加對BaTiO3基PTCR 陶瓷低溫?zé)Y(jié)、顯微結(jié)構(gòu)和

3、電性能的影響；指出添加適量的BaB2O4燒結(jié)助劑是獲得較好的電性能的低溫?zé)Y(jié)PTCR陶瓷的前提。
　　 通過實(shí)驗(yàn)分析，在保證BaTiO3基 PTCR 陶瓷低溫?zé)Y(jié)的基礎(chǔ)上，為了降低BaTiO3基PTCR陶瓷室溫電阻率，在BaB2O4燒結(jié)助劑中加入SiO2，研究BaO-B2O3-SiO2燒結(jié)助劑中SiO2對BaTiO3基 PTCR 陶瓷晶界化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)和電性能的影響，提出由SiO2添加的燒結(jié)助劑改性機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)添加

4、含有5 mol% SiO2的BaO-B2O3-SiO2燒結(jié)助劑時，在1050℃保溫3h下燒結(jié)的樣品的室溫電阻率為210Ω·cm，升阻比為1.5×103。
　　 以降低BaTiO3基 PTCR 陶瓷的燒結(jié)溫度和提高PTCR效應(yīng)為目的，研究 BaO-B2O3-SiO2燒結(jié)助劑與Mn加入方式對低溫?zé)Y(jié)特性的影響。在低溫?zé)Y(jié)過程中，研究BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結(jié)助劑添加對BaTiO3基 PTCR 陶瓷低溫?zé)Y(jié)、顯微結(jié)構(gòu)和電性

5、能的影響，添加含有0.06 mol% Mn的BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結(jié)助劑的樣品在1050℃燒結(jié)，室溫電阻率為306Ω·cm，升阻比值為4.23×103。而且，對受主表面態(tài)密度與電性能關(guān)系進(jìn)行了研究，并從理論上探討了BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結(jié)助劑能降低室溫電阻率和提高PTCR效應(yīng)的原因。
　　 采用溶膠-凝膠法制備了性能優(yōu)良的BaTiO3基 PTCR前驅(qū)粉體，利用BaB2O4燒結(jié)助劑，在此基礎(chǔ)上研究燒結(jié)助